Атомные уровни строения материи. (Лекция 5)

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Атомные уровни строения материи. (Лекция 5)

Содержание

2. Учебные вопросы: 1. Принципы современной физики. 2. Начала термодинамики. Представления об энтропии. 3. Корпускулярно-волновые свойства материи.
3. Литература : 1. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. М., 1981. 2. Доброе Г.М. Наука
4. ПЕРВЫЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС «Принципы современной физики» ОСНОВНЫЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ПРИНЦИПЫ. 1. Сдвиг времени. Изменение начала отсчета не
5. ВТОРОЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС «Начала термодинамики. Представления об энтропии» Термодинамика — это наука о наиболее общих свойствах
6. Термодинамика как функция состояния Состояние однородных жидкостей или газа полностью фиксируется заданием любых двух из трех
7. Первое начало термодинамики Энергия теплового движения может превращаться в энергию механического движения, и наоборот. ΔU =
8. Круговые процессы (циклы). Обратимые и необратимые процессы Круговым процессом (циклом) называется такой процесс, при котором система
9. Идеальный цикл теплового двигателя Карно
10. Коэффициент полезного действия идеального двигателя Карно
11. Анализ выражения для КПД цикла Карно позволяет сделать следующие выводы: КПД тем больше, чем больше Т1
12. Неравновесная термодинамика При расчетах применяют значения энтропии в так называемом стандартном состоянии, то есть при 298,15
13. Информационная энтропия. Энтропия в биологии Для определенного дискретного статистического распределения вероятностей Рi используют следующее выражение: при
14. КОНЦЕПЦИЯ КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОГО ДУАЛИЗМА: свет имеет двойственную природу, сочетая в себе как волновые свойства, так свойства, присущие
15. Волновые свойства света Принцип Гюйгенса — Френеля состоит в том, что каждая точка, до которой дошло
16. Квантовые свойства света Фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения. Гипотеза Планка заключается в
17. Квантовые свойства света ЭФФЕКТ КОМПТОНА – при рассеянии монохроматического рентгеновского излучения веществом с легкими атомами в
18. Универсальность корпускулярно-волновой концепции Гипотеза об универсальности корпускулярно-волнового дуализма: не только фотоны, но и электроны и любые
19. Принципы неопределенности и дополнительности ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ: микрочастица (микрообъект) не может иметь одновременно определенную координату x и
20. ЧЕТВЕРТЫЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС «Атомный уровень строения материи» ПЕРВУЮ МОДЕЛЬ АТОМА ПРЕДЛОЖИЛ ДЖ. ТОМСОН: атом представляет собой
21. ПОСТУЛАТЫ БОРА: ПЕРВЫЙ ПОСТУЛАТ БОРА (постулат стационарных состояний): в атоме существуют стационарные (не изменяющиеся со временем)
22. ПОСТУЛАТЫ БОРА: ВТОРОЙ ПОСТУЛАТ БОРА (правило частот): при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую
23. Вероятностный характер микропроцессов Квадрат волновой функции определяет вероятность нахождения частицы в данный момент времени в определенном
24. Симметрия волновой функции и принцип Паули системы фермионов встречаются в природе только в состояниях, описываемых антисимметричными
25. Принципы причинности и соответствия Принцип причинности означает: состояние механической системы в начальный момент времени с известным
26. Ядерные процессы Дефектом массы Δm называется разность суммы масс нуклонов и массы ядра. Энергией связи ядра
27. Радиоактивность Радиоактивность — это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием различных
28. Цепная реакция деления Нейтрон — нейтральные частицы, не испытывающие кулоновского отталкивания и поэтому легко проникающие в
29. реакция термоядерного синтеза изотопов трития и дейтерия с образованием ядер гелия
31. Скачать презентацию

Слайд 2

Учебные вопросы:
1. Принципы современной физики.
2. Начала термодинамики. Представления об энтропии.
3.

Корпускулярно-волновые свойства материи.
4. Атомный уровень строения материи

Слайд 3

Литература :
1. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. М., 1981.
2.

Доброе Г.М. Наука о науке. Киев, 1989.
3. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск, 1997.
4. Ильин В.В., Калинкин А.Т. Природа науки. М., 1985.
5. Косарева Л.М. Рождение науки Нового времени из духакультуры. М., 1997.
6. Кузнецов В.И., Идлис Г.М., Гущина В.Н. Естествознание.М., 1996.
7. Микульинский С.Р. Очерки развития историке-научноймысли. М., 1988.
8. Поликарпов В.С. История науки и техники. Ростов-на-Дону, 1999.
9. Физическое знание: его генезис и развитие, М., 1993.10. Философия и методология науки. М., 1996.

Слайд 4

ПЕРВЫЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС «Принципы современной физики»
ОСНОВНЫЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ПРИНЦИПЫ.
1. Сдвиг времени.

Изменение начала отсчета не изменяет физических законов. Время однородно но всему пространству.
2. Сдвиг системы отсчета пространственных координат. Такая операция не изменяет физических законов. Все точки пространства равноправны, и пространство однородно.
3. Поворот системы отсчета пространственных координат также сохраняет физические законы неизменными — значит, пространство изотропно.
4. Классический принцип относительности Галилея устанавливает симметрию между покоем и равномерным прямолинейным движением.
5. Обращение знака времени не изменяет фундаментальных законов и макромире, то есть процессы макромира могут описываться и при обращении знака времен.

Слайд 5

ВТОРОЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС «Начала термодинамики. Представления об энтропии»
Термодинамика — это наука

о наиболее общих свойствах макроскопических тел и систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и о процессах перехода из одного состояния в другое.

Слайд 6

Термодинамика как функция состояния
Состояние однородных жидкостей или газа полностью фиксируется

заданием любых двух из трех величин: температуры Т, объема V, давления р. Связь между р, V и Т называется уравнением состояния.
pVm = RT
Числовое значение молярной газовой постоянной R = 8,31 Дж/моль·К.

Слайд 7

Первое начало термодинамики
Энергия теплового движения может превращаться в энергию механического

движения, и наоборот.
ΔU = Q1 – А или Q1 = ΔU + А
В дифференциальной форме:
dQ = dA + dU

Слайд 8

Круговые процессы (циклы). Обратимые и необратимые процессы
Круговым процессом (циклом) называется

такой процесс, при котором система проходит через ряд состояний и возвращается в исходное состояние. Такой цикл можно представить замкнутой кривой в осях Р, V, где Р - давление в системе, а V — ее объем. Замкнутая кривая состоит из участков, где объем увеличивается (расширение), и участка, где объем уменьшается (сжатие).
ΔU = 0, Q = A

Слайд 9

Идеальный цикл теплового двигателя Карно

Слайд 10

Коэффициент полезного действия идеального двигателя Карно

Слайд 11

Анализ выражения для КПД цикла Карно позволяет сделать следующие выводы:
КПД

тем больше, чем больше Т1 и чем меньше Т2;
КПД всегда меньше единицы;
КПД равен нулю при Т1 = Т2.

Слайд 12

Неравновесная термодинамика
При расчетах применяют значения энтропии в так называемом стандартном

состоянии, то есть при 298,15 К (25°С). Тогда энтропию обозначают . Например, энтропия кислорода О3 - = 238.8 ед. э., а О2 -, = 205 ед. э.
Абсолютные значения энтропии многих веществ являются табличными и приведены в справочниках. Например:
Н2О (ж) = 70,8; Н2О (г) = 188,7; СО (г) = 197,51;
СН4 (г) = 186.19; Н2 (г) = 130,58; НС1(г) = 186,69; НС1(р) = 56,5;
СН3ОН (ж) = 126,8; Са (к) = 41,4; Са(ОН)2 (к) = 83,4; С (алмаз) = 2,38; С (графит) = 5,74 и т. д.
Примечание: ж — жидкость, г — газ, к — кристаллы; р — раствор.

Слайд 13

Информационная энтропия. Энтропия в биологии
Для определенного дискретного статистического распределения вероятностей

Рi используют следующее выражение:
при условии:

Слайд 14

КОНЦЕПЦИЯ КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОГО ДУАЛИЗМА: свет имеет двойственную природу, сочетая в себе как

волновые свойства, так свойства, присущие частицам.

электромагнитная теория Максвелла,

Слайд 15

Волновые свойства света
Принцип Гюйгенса — Френеля состоит в том, что каждая

точка, до которой дошло световое возбуждение, в свою очередь становится источником вторичных волн и передает их во все стороны соседним точкам
Интерференция света заключается в том, что при взаимном наложении двух волн происходит усиление или ослабление колебаний

Слайд 16

Квантовые свойства света
Фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения.

Гипотеза Планка заключается в том, что излучение и поглощение света происходит не непрерывно, а дискретно, т. е. определенными порциями (квантами), энергия Е которых определяется частотой v:
E=h v;

Слайд 17

Квантовые свойства света
ЭФФЕКТ КОМПТОНА – при рассеянии монохроматического рентгеновского излучения веществом

с легкими атомами в составе рассеянного излучения наряду с излучением с первоначальной длиной волны наблюдается излучение с более длинной волной.

Слайд 18

Универсальность корпускулярно-волновой концепции
Гипотеза об универсальности корпускулярно-волнового дуализма: не только фотоны, но

и электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают волновыми свойствами.
формула де Бройля:
Всем микрообъектам присущи и корпускулярные, и волновые свойства: для них существуют потенциальные возможности проявить себя в зависимости от внешних условий либо в виде волны, либо в виде частицы.

Слайд 19

Принципы неопределенности и дополнительности
ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ: микрочастица (микрообъект) не может иметь одновременно

определенную координату x и определенный импульс p, причем неопределенности этих величин удовлетворяют условию.
Δx·Δp ≥ h
ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ: получение экспериментальной информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект (элементарную частицу, атом, молекулу), неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым.

Слайд 20

ЧЕТВЕРТЫЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС «Атомный уровень строения материи»
ПЕРВУЮ МОДЕЛЬ АТОМА ПРЕДЛОЖИЛ ДЖ.

ТОМСОН: атом представляет собой непрерывно заряженный положительным электрическим зарядом шар, внутри которого около своих положений равновесия колеблются электроны; суммарный заряд электронов равен положительному заряду шара, поэтому атом в целом нейтрален.

Слайд 21

ПОСТУЛАТЫ БОРА:
ПЕРВЫЙ ПОСТУЛАТ БОРА (постулат стационарных состояний): в атоме существуют стационарные

(не изменяющиеся со временем) состояния, в которых он не излучает энергии. Стационарным состояниям атома соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны. Движение электронов по таким орбитам не сопровождается излучением электромагнитных волн.

Слайд 22

ПОСТУЛАТЫ БОРА:
ВТОРОЙ ПОСТУЛАТ БОРА (правило частот): при переходе электрона с одной

стационарной орбиты на другую излучается (поглощается) один фотон с энергией
hv = En – Em ;

Слайд 23

Вероятностный характер микропроцессов
Квадрат волновой функции определяет вероятность нахождения частицы в данный

момент времени в определенном ограниченном объеме

Слайд 24

Симметрия волновой функции и принцип Паули
системы фермионов встречаются в природе только

в состояниях, описываемых антисимметричными волновыми функциями
Принцип Паули: в одном и том же атоме не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел

Слайд 25

Принципы причинности и соответствия
Принцип причинности означает: состояние механической системы в начальный

момент времени с известным законом взаимодействия частиц есть причина, а ее состояние в последующий момент — следствие.
Принцип соответствия: всякая новая более общая теория, являющаяся развитием классической, не отвергает ее полностью, а включает в себя классическую теорию, указывая границы ее применения, причем в определенных предельных случаях новая теория переходит в старую.

Слайд 26

Ядерные процессы
Дефектом массы Δm называется разность суммы масс нуклонов и массы

ядра.
Энергией связи ядра Eсв. называется энергия, которую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны.
Eсв = Δmс2
Удельная энергия связи — средняя энергия связи, приходящуюся на один нуклон.

Слайд 27

Радиоактивность
Радиоактивность — это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие

ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц.
Различают радиоактивность естественную — для существующих в природе неустойчивых изотопов — и искусственную — для изотопов, полученных посредством ядерных реакций.
Законом радиоактивного распада: число нераспавшихся ядер N убывает со временем по экспоненте:
N = N0e- λt

Слайд 28

Цепная реакция деления
Нейтрон — нейтральные частицы, не испытывающие кулоновского отталкивания и

поэтому легко проникающие в ядро.
Испускаемые при делении ядер вторичные нейтроны могут вызвать последующие новые акты деления — возникает цепная реакция деления. Она характеризуется коэффициентом размножения нейтронов, равным отношению числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении.
Минимальные размеры активной зоны, при которых возможна цепная реакция, называются критическими размерами, а минимальная масса делящегося вещества в активной зоне с критическими размерами — критической массой

Слайд 29

Атомные уровни строения материи. (Лекция 5)

Содержание

Учебные вопросы: 1. Принципы современной физики.2. Начала термодинамики. Представления об энтропии.3.

Литература :1. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. М., 1981.2.

ПЕРВЫЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС «Принципы современной физики» ОСНОВНЫЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ПРИНЦИПЫ.1. Сдвиг времени.

ВТОРОЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС «Начала термодинамики. Представления об энтропии» Термодинамика — это наука

Термодинамика как функция состояния Состояние однородных жидкостей или газа полностью фиксируется

Первое начало термодинамики Энергия теплового движения может превращаться в энергию механического

Круговые процессы (циклы). Обратимые и необратимые процессы Круговым процессом (циклом) называется

Идеальный цикл теплового двигателя Карно

Коэффициент полезного действия идеального двигателя Карно

Анализ выражения для КПД цикла Карно позволяет сделать следующие выводы: КПД

Неравновесная термодинамика При расчетах применяют значения энтропии в так называемом стандартном

Информационная энтропия. Энтропия в биологии Для определенного дискретного статистического распределения вероятностей

КОНЦЕПЦИЯ КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОГО ДУАЛИЗМА: свет имеет двойственную природу, сочетая в себе как

Волновые свойства светаПринцип Гюйгенса — Френеля состоит в том, что каждая

Квантовые свойства светаФотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения.

Квантовые свойства светаЭФФЕКТ КОМПТОНА – при рассеянии монохроматического рентгеновского излучения веществом

Универсальность корпускулярно-волновой концепцииГипотеза об универсальности корпускулярно-волнового дуализма: не только фотоны, но

Принципы неопределенности и дополнительностиПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ: микрочастица (микрообъект) не может иметь одновременно

ЧЕТВЕРТЫЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС «Атомный уровень строения материи»ПЕРВУЮ МОДЕЛЬ АТОМА ПРЕДЛОЖИЛ ДЖ.

ПОСТУЛАТЫ БОРА:ПЕРВЫЙ ПОСТУЛАТ БОРА (постулат стационарных состояний): в атоме существуют стационарные

ПОСТУЛАТЫ БОРА:ВТОРОЙ ПОСТУЛАТ БОРА (правило частот): при переходе электрона с одной

Вероятностный характер микропроцессовКвадрат волновой функции определяет вероятность нахождения частицы в данный

Симметрия волновой функции и принцип Паулисистемы фермионов встречаются в природе только

Принципы причинности и соответствияПринцип причинности означает: состояние механической системы в начальный

Ядерные процессыДефектом массы Δm называется разность суммы масс нуклонов и массы

РадиоактивностьРадиоактивность — это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие

Цепная реакция деленияНейтрон — нейтральные частицы, не испытывающие кулоновского отталкивания и

реакция термоядерного синтеза изотопов трития и дейтерия с образованием ядер гелия

Похожие презентации